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Evolutionary Relationships through Genome Comparisons

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Genome comparison is one of the excellent ways to interpret the evolutionary relationships between organisms. The basic principle of genome comparison is that if two species share a common feature, it is likely encoded by the DNA sequence conserved between both species. The advent of genome sequencing technologies in the late 20th century enabled scientists to understand the concept of conservation of domains between species and helped them to deduce evolutionary relationships across diverse...
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Gene Evolution - Fast or Slow?

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The genomes of eukaryotes are punctuated by long stretches of sequence which do not code for proteins or RNAs. Although some of these regions do contain crucial regulatory sequences, the vast majority of this DNA serves no known function. Typically, these regions of the genome are the ones in which the fastest change, in evolutionary terms, is observed, because there is typically little to no selection pressure acting on these regions to preserve their sequences.
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  • 11] Department of Genetics, Stanford University, Stanford, California 94305-5120, USA [2] Laufer Center for Physical and Quantitative Biology, Stony Brook University, Stony Brook, New York 11794-5252, USA [3] Department of Biochemistry and Cellular Biology, Stony Brook University, Stony Brook, New York 11794-5215, USA.

Nature
|March 4, 2015
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Las dinámicas evolutivas en grandes poblaciones asexuales, a menudo ocultas, se revelaron utilizando el seguimiento de linaje de alta resolución. La adaptación temprana es reproducible, pero las etapas posteriores muestran variabilidad debido a los efectos de la mutación.

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Área de la Ciencia:

  • Biología evolutiva Biología evolutiva.
  • Genética microbiana genética de los microbios.
  • Dinámica de las poblaciones.

Sus antecedentes:

  • La evolución de la población de células asexuales contribuye a una mortalidad global significativa.
  • Comprender la dinámica de los linajes beneficiosos en competencia es crucial pero desafiante.
  • Las trayectorias evolutivas ocultas en bajas frecuencias limitan el conocimiento actual.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar y utilizar un sistema de seguimiento de linaje de ultra alta resolución.
  • Para investigar el espectro de efectos beneficiosos de las mutaciones en la aptitud física.
  • Aclarar la dinámica de la adaptación temprana en poblaciones asexuales.

Principales métodos:

  • Construyó un sistema de seguimiento de linaje de ultra alta resolución basado en secuenciación.
  • Frecuencias relativas monitoreadas de aproximadamente 500,000 linajes simultáneamente en Saccharomyces cerevisiae.
  • Analizó el espectro de efectos de aptitud de las mutaciones beneficiosas.

Principales resultados:

  • El espectro de efectos de adaptación de mutaciones beneficiosas no es ni exponencial ni monótono.
  • La adaptación temprana es predecible y reproducible, impulsada por mutaciones iniciales de pequeño efecto.
  • Las mutaciones más raras y de gran efecto superan a las iniciales, lo que lleva a la variabilidad entre las réplicas.

Conclusiones:

  • Las primeras dinámicas evolutivas pueden ser deterministas.
  • Los efectos estocásticos se vuelven significativos a medida que avanza la adaptación.
  • El seguimiento del linaje de alta resolución revela trayectorias evolutivas complejas.